2024年1月23日，廣東省科學院化工研究所龐浩研究員團隊與廣西大學童張法教授團隊合作發表論文，全面綜述了蒙脫石基功能材料在電化學儲能領域的研究進展，詳細介紹了蒙脫石基材料結構與其電化學性能之間的關系，進一步總結了當前蒙脫石基功能材料在電化學儲能領域面臨的問題和挑戰，并對其未來的發展方向進行了展望，以期為蒙脫石基功能材料在電化學儲能中的實際應用提供有益指導。

蒙脫石是一種傳統的粘土礦物材料，似乎難以讓人將其與鋰離子電池等電化學儲能技術聯系起來。然而，早在上世紀七十年代，研究人員就發現蒙脫石因特殊的二維層狀結構而具有優異的H⁺、Li⁺、Zn²⁺、Mg²⁺等陽離子傳輸性能，自此以后，蒙脫石就開始被用于電化學儲能器件的各個關鍵部件中，包括電極、隔膜和電解質（圖1）。

圖1 蒙脫石在電化學儲能中的應用

近年來，隨著二次電池技術的飛速發展，蒙脫石在電化學儲能中的應用研究越來越多，特別是近10年來蒙脫石基電化學儲能材料的研究不斷取得突破。大量研究表明，利用蒙脫石的二維層狀結構可以在電極、隔膜或聚合物電解質中構建高速的離子傳輸通道，實現鋰離子等載流子的快速傳輸，從而促進電池電化學反應動力學過程。此外，蒙脫石可以有效改善隔膜及聚合物電解質的熱/化學/機械穩定性和電解液潤濕性能；在鋰硫電池中蒙脫石因良好的化學吸附特性還可以被用來抑制多硫化物的穿梭效應，從而有效提升電池循環穩定性。

除了上述結構及性能特性外，蒙脫石還具有資源儲量豐富、廉價易得等優點，在電化學儲能領域展現出了巨大的應用潛力。未來蒙脫石在電化學儲能中的應用研究可集中在以下幾個方面：（1）利用非碳導電多功能材料在蒙脫石基體中構建連續導電網絡；（2）利用磁場、電場、流場等場輔助定向技術實現蒙脫石層間離子傳輸通道的定向排列，進一步加快離子傳輸動力學；（3）蒙脫石基電催化劑吸附和催化活性位點的精準調控；（4）蒙脫石基體中電化學活性組分的引入。

該綜述論文發表于化學領域國際權威期刊Green Chemistry，廣東省科學院化工研究所吳煉副研究員為該論文的第一作者，龐浩和廖兵研究員為該論文的通訊作者。此項工作得到了國家自然科學基金、廣東省科學院建設國內一流研究機構行動專項資金、廣西石化資源加工及過程強化技術重點實驗室開放基金及湖南省自然科學基金等的資助。

論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/gc/d3gc03447j/unauth

供稿：電子信息材料研究部/吳煉

初步審稿：劉婉玉

校稿：李曉芝

審定發布：王飛